gelombang bunyi

Tugas fisika dasar

NAMA        : INDAR DEWI

NIM             : 14-6040312-013

JURUSAN  : MATEMATIKA

STKIP YAYASAN PERGURUAN ISLAM MAROS

TAHUN AKADEMIK 2014/2015

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas segala kebesaran dan limpahan nikmat yang diberikan-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah ini yang berjudul “ gelombang bunyi dalam megukur kedalaman laut”.

Adapun penulisan makalah ini bertujuan untuk Untuk mengetahui perkembanagan dan pemanfaatan gelombang bunyi dalam kehidupan sehari – hari dan dalam bidang teknologi modern, yang lebih khusus lagi dalam mengukur kedalaman laut.. Oleh karena itu, terselesaikannya makalah ini tentu saja bukan karena kemampuan penulis semata, namun karena adanya dukungan dan bantuan dari pihak-pihak yang terkait, baik moril maupun materil.

Sehubungan dengan hal tersebut, perlu kiranya penulis dengan ketulusan hati mengucapkan terima kasih, kepada semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Dalam penyusunan makalah ini, penulis menyadari pengetahuan dan pengalaman yang sangat terbatas. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran dari berbagai pihak demi peningkatan mutu selanjutnya.

Maros, 10 November 2014

Penulis

 

DAFTAR ISI

Kata pegantar ..................................................................................................... ii

Daftar isi        ..................................................................................................... iii

Bab 1 pendahuluan

1.1 latar belakang .............................................................................................. 1

1.2 rumusan masalah ......................................................................................... 3

1.3 tujuan dan manfaat ...................................................................................... 3

Bab 2 pembahasan

2.1 gelombang dan bunyi .................................................................................. 4

2.2 gelombang bunyi ......................................................................................... 9

2.3 sifat dasar gelombang bunyi ....................................................................... 10

2.4 pembiasan gelombang bunyi ...................................................................... 13

2.5 manfaat gelombang bunyi .......................................................................... 14

2.6 gelombang buyi dalam mengukur kedalaman laut ..................................... 18

Bab 3 penutup

3.1 kesimpulan .................................................................................................. 31

3.2 saran ............................................................................................................ 32

Daftar pustaka ................................................................................................... 33

 

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

               Dalam perkembangan dunia pengetahuan sekarang ini, gelombang bunyi dapat dimanfaatkan dalam berbagai keperluan penelitian. Di bidang kelautan misalnya untuk mengukur kedalaman laut, di bidang industri misalnya untuk mengetahui cacat yang terjadi pada benda-benda hasil produksinya, di bidang pertanian untuk meningkatkan kualitas hasil pertanian, dan di bidang kedokteran dapat digunakan untuk terapi adanya penyakit dalam organ tubuh.  

Untuk keperluan tersebut digunakan suatu alat yang bekerja berdasarkan prinsip pemantulan gelombang bunyi yang disebut SONAR (Sound Navigation Ranging). 

               Prinsip kerja SONAR berdasarkan prinsip pemantulan gelombang ultrasonik. Alat ini diperkenalkan pertama kali oleh Paul Langenvin, seorang ilmuwan dari Prancis pada tahun 1914. Pada saat itu Paul dan pembantunya membuat alat yang dapat mengirim pancaran kuat gelombang bunyi berfrekuensi tinggi (ultrasonik) melalui air.  

               Pada dasarnya SONAR memiliki dua bagian alat yang memancarkan gelombang ultrasonik yang disebut transmiter (emiter) dan alat yang dapat mendeteksi datangnya gelombang pantul (gema) yang disebut sensor (reciver).  Gelombang ultrasonik dipancarkan oleh transmiter (pemancar) yang diarahkan ke sasaran, kemudian akan dipantulkan kembali dan ditangkap oleh pesawat penerima (reciver). 

               Dengan mengukur waktu yang diperlukan dari gelombang dipancarkan sampai gelombang diterima lagi, maka dapat diketahui jarak yang ditentukan. Untuk mengukur kedalaman laut, SONAR diletakkan di bawah kapal.  Dengan pancaran ultrasonik diarahkan lurus ke dasar laut, dalamnya air dapat dihitung dari panjang waktu antara pancaran yang turun dan naik setelah digemakan.

               Banyak sekali teknologi yang memanfaatkan gelombang bunyi dan gelombang cahaya. Sebagai contoh : teknologi sederhana yang dilakukan oleh nelayan tradisional di perairan laut jawa, yang biasa mereka sebut dengan telpon ikan. Yaitu mendeteksi keberadaan ikan dengan mendengarkan suara-suara melalui dayung mereka. Tetapi karena gelombang bunyi audible ( 20 Hz-20.000 Hz ) ini luas sekali jelajahnya, dan banyak sumber-sumber gangguannya, maka orang lebih cenderung menggunakan gelombang bunyi ultra ( ultrasonic ) dengan frekuensi > 20.000 Hz. Ultasonic banyak sekali digunakan a.l. untuk pengukuran kedalaman laut. Yakni dengan mengirimkan gelombang ke arah dasar laut, dan mengukur waktu kembalinya pantulannya. Dengan demikian bisa diperoleh jarak tempuh gelombang ( 2 x kedalaman laut ).

1.2 RUMUSAN MASALAH

Dari latar belakang di atas penulis menyimpulkan rumusan-rumusan masalah yaitu :

1.2.1 Apa itu gelombang, dan bunyi ?

1.2.2 Pengertian gelombang bunyi ?

1.2.3 Bagaiamana sifat dasar gelombang bunyi ?

1.2.4 Bagaimana pembiasan gelombang bunyi ?

1.2.5 Bagaimana manfaat gelombang bunyi dalam kehidupan ?

1.2.6 Bagaiamana pemanfaatan gelombang bunyi dalam mengukur kedalaman laut ?

1.3 TUJUAN dan MANFAAT

               Untuk mengetahui perkembanagan dan pemanfaatan gelombang bunyi dalam kehidupan sehari – hari dan dalam bidang teknologi modern, yang lebih khusus lagi dalam mengukur kedalaman laut.

 Adapun manfaat dari penulisan makalah ini adalah untuk memperkaya wawasan pembaca tentang gelombang bunyi dan mengajak para pembaca untuk memahami dan ikut mencoba memecahkan permasalahan-permasalahan yang timbul pada kaitannya dengan gelombang bunyi itu sendiri.

BAB 2

PEMBAHASAN

2.1 GELOMBANG dan BUNYI

Gelombang adalah getaran yang merambat. Jadi di setiap titik yang dilaluigelombang terjadi getaran, dan getaran tersebut berubah fasenya sehingga tampak sebagai getaran yang merambat.Terkait dengan arah getar dan arah rambatnya,gelombang dibagi menjadi dua yaitu gelombang transversal dan gelombang longitudinal.Gelombang transversal arah rambatnya tegak lurus dengan arah getarannya, sedangkangelombang longitudinal arah rambatnya searah dengan arah getarannya.Gelombang longitudinal dapat diklarifikasikan menjadi beberapa tipe gelombangyaitu gelombang kompresi, gelombang shear/gunting, gelombang fleksural/melengkungdan torsional. Terjadinya berbagai tipe gelombang tersebut oleh karena medium yangdilewati bunyi beraneka ragam.

Ketika kita melempar batu ke dalam genangan air yang tenang, gangguan yang kita berikan menyebabkan partikel air bergetar atau berosilasi terhadap titik setimbangnya. Perambatan getaran pada air menyebabkan adanya gelombang pada genangan air tadi. Jika kita menggetarkan ujung tali yang terentang, maka gelombang akan merambat sepanjang tali tersebut. Gelombang tali dan gelombang air adalah dua contoh umum gelombang yang mudah kita saksikan dalam kehidupan sehari-hari.

Ketika kita melihat gelombang pada genangan air, seolah-olah tampak bahwa gelombang tersebut membawa air keluar dari pusat lingkaran. Demikian pula, ketika Anda menyaksikan gelombang laut bergerak ke pantai, mungkin Anda berpikir bahwa gelombang membawa air laut menuju ke pantai. Kenyataannya bukan seperti itu. Sebenarnya yang Anda saksikan adalah setiap partikel air tersebut berosilasi (bergerak naik turun) terhadap titik setimbangnya. Hal ini berarti bahwa gelombang tidak memindahkan air tersebut. Kalau gelombang memindahkan air, maka benda yang terapung juga ikut bepindah. Jadi, air hanya berfungsi sebagai medium bagi gelombang untuk merambat.

Pada pertanyaan di atas juga mengemuka bahwa ketika Anda mandi di air laut, Anda merasa merasa terhempas ketika diterpa gelombang laut.  Hal ini terjadi karena setiap gelombang selalu membawa energi dari satu tempat ke tempat yang lain. Ketika mandi di laut, tubuh kita terhempas ketika diterpa gelombang laut karena terdapat energi pada gelombang laut. Energi yang terdapat pada gelombang laut bisa bersumber dari angin dan lainnya.

Bunyi atau Suara merupakan salah satu fenomena fisika yang selalu kita alami sehari-hari. Contoh bunyi yang sering kita nikmati adalah musik. Musik bisa memberikan inspirasi saat kita sedang belajar, bekerja atau beraktifitas.Dalam fisika, Bunyi atau suara adalah gelombang longitudinal yang merambat melalui medium, yang dihasilkan oleh getaran mekanis dan merupakan hasil perambatan energi. Sumber bunyi sebagai sumber getar memancarkan gelombang-gelombang longitudinal ke segala arah melalui medium baik padat, cair maupun gas. Sumber getar tersebut bisa saja berasal dari dawai/kawat, pipa organa, bahkan ombak di pantai.

Kebanyakan suara merupakan gabungan berbagai sinyal, tetapi suara murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan getar atau frekuensi yang diukur dalam Hertz (Hz). Bunyi tunggal  yang frekuensinya teratur dinamakan nada, sedangkan bunyi tunggal  yang frekuensinya tidak teratur dinamakan desis. Amplitudo gelombang menentukan kuat-lemahnya suatu bunyi atau kenyaringan bunyi dengan pengukuran dalam decibel (dB). Semakin tinggi amplitudoya semakin nyaring bunyi tersebut. Bunyi pesawat yang lepas landas mencapai sekitar 120 dB. Sedang bunyi desiran daun sekitar 33 dB.

Manusia dapat mendengar bunyi saat gelombang bunyi merambat di udara atau medium lain sampai ke gendang telinga manusia. Batas frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia kira-kira dari 20 Hz sampai 20 kHz pada amplitudo umum dengan berbagai variasi dalam kurva responsnya. Suara di atas 20 kHz dinamakan ultrasonik dan di bawah 20 Hz dinamakan infrasonic.

       contoh-contoh sumber bunyi :

1.      Idiofon, adalah alat musik yang sumber bunyinya berasal dari bahan dasarnya. Contoh: kolintang, drum, bongo, kabasa, angklung.

2.      Aerofon, adalah alat musik yang sumber bunyinya berasal dari hembusan udara pada rongga. Contoh: suling, terompet, harmonika, trombone.

3.      Chordofon, adalah alat musik yang sumber bunyinya berasal dari dawai. Contoh: bass, gitar, biola, gitar, sitar, piano, kecapi.

4.      Membranofon, adalah alat musik yang sumber bunyinya dari selaput atau membran. contoh : tifa, drum, kendang, tam-tam, rebana.

5.      Elektrofon, adalah alat musik yang sumber bunyinya dibangkitkan oleh tenaga listrik (elektronik). Contoh : kibor, gitar listrik, bass elektrik.

Syarat terdengarnya bunyi ada 3 macam:

1.      Ada medium

                 Bunyi dapat merambat melalui benda gas seperti udara. Bunyi Guntur dapat kita dengar karena ada udara. Cepat rambat bunyi di udara pada suhu 20⁰C adalah 343 m per detik.

                 Bunyi dapat pula merambat melalui benda cair seperti untuk mencari harta karun atau kapal yang tenggelam di dasar laut. Cepat rambat bunyi di air kira-kira 1.500 m per detik.

                 Selain itu, bunyi dapat merambat melalui benda padat seperti jika kita mengetuk meja dengan pensil. Cepat rambat bunyi di baja kira-kira 6.000 m per detik.

2.      Ada sumber bunyi

                 Semua getaran benda yang dapat menghasilkan bunyi disebut sumber bunyi. Contohnya : bunyi gong yang dipukul dan bunyi seruling yang ditiup dan sebagainya.

3.      Ada pendengar

                 Pendengar bunyi yaitu manusia dan hewan-hewan.

Sifat-sifat bunyi meliputi :

a.       Gelombang bunyimemerlukan medium dalam perambatannya .

Karena gelombang bunyi merupakan gelombang mekanik, maka dalam perambatannya bunyi memerlukan medium. Medium atau zat perantara ini dapat berupa zat cair, padat, gas. Jadi, gelombang bunyi dapat merambat misalnya di dalam air, batu bara, atau udara.

b.      Gelombang bunyi mengalami pemantulan (refleksi)

Salah satu sifat gelombang adalah dapat dipantulkan sehingga gelombang bunyi juga dapat mengalami hal ini. Hukum pemantulan gelombang: sudut datang = sudut pantul juga berlaku pada gelombang bunyi. Hal ini dapat dibuktikan bahwa pemantulan bunyi dalam ruang tertutup dapat menimbulkan gaung.

c.    Gelombang bunyi mengalami pembiasan (refraksi).

          Salah satu sifat gelombang adalah mengalami pembiasan. Peristiwa pembiasan dalam kehidupan sehari-hari misalnya pada malam hari bunyi petir terdengar lebih keras dari pada siang hari. Hal ini disebabkan karena pada pada siang hari udara lapisan atas lebih dingin daripada dilapisan bawah. Karena cepat rambat bunyi pada suhu dingin lebih kecil daripada suhu panas maka kecepatan bunyi dilapisan udara atas lebih kecil daripada dilapisan bawah, yang berakibat medium lapisan atas lebih rapat dari medium lapisan bawah. Hal yang sebaliknya terjadi pada malam hari. Jadi pada siang hari bunyi petir merambat dari lapisan udara atas kelapisan udara bawah. Untuk lebih jelasnya hal ini dapat kalian lihat pada gambar dibawah.

d.      Gelombang bunyi mengalami pelenturan (difraksi)

Gelombang bunyi sangat mudah mengalami difraksi karena gelombang bunyi diudara memiliki panjang gelombang dalam rentang sentimeter sampai beberapa meter. Seperti yang kita ketahui, bahwa gelombang yang lebih panjang akan lebih mudah didifraksikan. Peristiwa difraksi terjadi misalnya saat kita dapat mendengar suara mesin mobil ditikungan jalan walaupun kita belum melihat mobil tersebut karena terhalang oleh bangunan tinggi dipinggir tikungan.

e.       Gelombang bunyi mengalami perpaduan (interferensi).

Gelombang bunyi mengalami gejala perpaduan gelombang atau interferensi, yang dibedakan menjadi dua yaitu interferensi konstruktif (penguata bunyi) dan interferensi
destruktif  (pelemahan bunyi).

Misalnya waktu kita berada diantara dua
buah loud-speaker dengan frekuensi dan amplitudo yang sama atau hamper sama
            maka kita akan mendengar bunyi yang keras dan lemah secara bergantian  Merambat membutuhkan medium

Karakteristik Bunyi ada beberapa macam antara lain  :

·         Nada adalah bunyi yang frekuensinya teratur.

·         Desah adalah bunyi yang frekuensinya tidak teratur.

·         Timbre adalah warna bunyi,  berupa keseluruhan kesan pendengaran yang kita peroleh dari sumber bunyi, setelah dipengaruhi resonansi dan zat pengantar. Warna bunyi adalah bunyi yang frekuensinya sama tetapi terdengar berbeda.

·         Dentum adalah bunyi yang amplitudonya sangat besar dan terdengar mendadak

2.2 PENGERTIAN GELOMBANG BUNYI

                   Gelombang bunyi terdiri dari molekul-molekul udara yang tidak pernah merambat melainkan bergetar maju-mundur. Tiap saat, molekul-molekul itu berdesakan di beberapa tempat, sehingga menghasilkan wilayah tekanan tinggi, tapi di tempat lain merenggang, sehingga menghasilkan wilayah tekanan rendah. Gelombang bertekanan tinggi dan rendah secara bergantian bergerak di udara, menyebar dari sumber bunyi. Itulah alasannya mengapa Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal. Bunyi mengalami gejala gelombang seperti  interferensi, pemantulan, pembiasan dan difraksi. Bunyi merupakan gelombang mekanik karena hanya dapat merambat melalui medium (zat padat, cair atau gas) dan tidak dapat merambat dalam vakum.

               Bunyi merambat di udara dengan kecepatan 1.224 km/jam. Bunyi akan merambat lebih lambat jika suhu dan tekanan udara lebih rendah. Di udara tipis dan dingin pada ketinggian lebih dari 11 km, kecepatan bunyi 1.000 km/jam. Di air, kecepatannya 5.400 km/jam,  jauh lebih cepat daripada di udara.

               Adakalanya frekuensi yang didengar oleh pengamat mengalami perubahan sacara tiba-tiba manakala sumber bunyi (misal klakson mobil) bergerak mendekati atau menjauhi menurut pengamat yang diam. Fenomena ini dikenal sebagai Efek Doppler, yaitu perbedaan frekuensi yang diterima oleh pendengar dengan frekuensi asli sumber getarnya relatif antara  pendengar dan sumber bunyi. Bila kedudukan antara pengamat dan sumber saling mendekat, maka pengamat mendengar frekuensi yang lebih tinggi, dan bila kedudukannya saling menjauh maka pengamat mendengar frekuensi yang lebih rendah. Dan fenomena ini berhasil dijelaskan oleh fisikawan Christian Johann Doppler (1803-1855) pada tahun 1842.

2.3 SIFAT DASAR GELOMBANG BUNYI

               Bunyi merupakan gelombang mekanik, yaitu gelombang yang memerlukan medium pada saat merambat. Bunyi juga termasuk ke dalam kelompok gelombang longitudinal, yaitu gelombang yang arah getarnya sejajar dengan arah rambatnya.

               Untuk melihat bagaimana bunyi dihasilkan dan mengapa bunyi termasuk gelombang longitudinal, mari kita perhatikan getaran dari diafragma pengeras suara. Ketika diafragma bergerak radial keluar, diafragma ini memampatkan udara yang langsung ada di depannya, seperti ditunjukkan pada Gambar 3.1a. Pemampatan ini menyebabkan tekanan udara bertambah sedikit di atas tekanan normal. Daerah yang tekanan udaranya bertambah disebut rapatan. Rapatan ini bergerak menjauh dari pengeras suara pada kecepatan bunyi. Rapatan ini mirip dengan daerah rapatan pada kumparan-kumparan dalam gelombang longitudinal pada slinki. Setelah menghasilkan rapatan, diafragma membalik arah gerakannya menjadi radial ke dalam. Gerakan diafragma ke dalam menghasilkan suatu daerah yang dikenal sebagai renggangan. Renggangan ini menyebabkan tekanan udara sedikit lebih kecil daripada tekanan normal. Rengangan ini mirip dengan daerah renggangan pada kumparan-kumparan dalam gelombang longitudinal pada slinki. Renggangan merambat menjauh dari pengeras suara pada kecepatan bunyi.

Gambar 3.1  Diafragma pengeras suara bergerak : (a) radial keluar, (b) radial ke dalam

               Sifat-sifat bunyi pada dasarnya sama dengan sifat-sifat gelombang longitudinal, yaitu dapat dipantulkan (refleksi), dibiaskan (refraksi), dipadukan (interferensi), dilenturkan (difraksi) dan dapat diresonansikan.

               Seperti telah disinggung di atas, bunyi memerlukan medium pada saat merambat. Medium tersebut dapat berupa zat padat, zat cair, maupun zat gas. Bunyi tak dapat merambat pada ruang hampa. Jika kita bercakap-cakap, maka bunyi yang kita dengar merambat dari pita suara yang berbicara menuju pendengar melalui medium udara.

               Ada beberapa syarat bunyi dapat terdengar telinga kita. Pertama, adanya sumber bunyi. Misalnya, ada gitar yang dipetik, ada gong yang dipukul, ada yang bersuara dan ada suara kendaraan lewat. Kedua, ada mediumnya. Bunyi dapat merambat dalam medium udara (zat gas), air (zat cair) maupun zat padat. Ketiga, bunyi dapat didengar telinga bila memiliki frekuensi 20 - 20.000 Hz. Batas pendengaran manusia adalah pada frekuensi tersebut bahkan pada saat dewasa terjadi pengurangan  interval tersebut karena faktor kebisingan atau sakit. Berdasarkan batasan pendengaran manusia itu gelombang dapat dibagi menjadi tiga yaitu audiosonik (20-20.000 Hz), infrasonik (di bawah 20 Hz) dan ultrasonik (di atas 20.000 Hz). Binatang-binatang banyak yang dapat mendengar di luar audio sonik. Contohnya jangkerik dapat mendengar infrasonik (di bawah 20 Hz), anjing dapat mendengar ultrasonik (hingga 25.000 Hz).

Sifat dasar gelombang bunyi :

a.         Dapat dipantulkan (refleksi)

Bunyi dapat dipantulkan terjadi apabila bunyi mengenai permukaan benda yang keras, seperti permukaan dinding batu, semen, besi, kaca dan seng.

Contoh : Suara kita yang terdengar lebih keras di dalam gua akibat dari pemantulan bunyi yang mengenai dinding gua.

b.         Dapat dibiaskan (refiaksi)

Refiaksi adalah pembelokan arah linatasan gelombang setelah melewati bidang batas antara dua medium yang berbeda.

Contoh : Pada malam hari bunyi petir terdengar lebih keras daripada siang hari karena pembiasan gelombang bunyi.

c.         Dapat dipadukan (interferensi)

Seperti halnya interferensi cahaya, interferensi bunyi juga memerlukan dua sumber bunyi yang koheren.

Contoh : Dua pengeras suara yang dihubungkan pada sebuah generator sinyal (alat pembangkit frekuensi audio) dapat berfungsi sebagai dua sumber bunyi yang koheren.

d.        Dapat dilenturkan (difraksi)

e.         Difraksi

 adalah peristiwa pelenturan gelombang bunyi ketika melewati suatu celah sempit.

Contoh : Kita dapat mendengar suara orang diruangan berbeda dan tertutup, karena bunyi melewati celah-celah sempit yang bisa dilewati bunyi.

2.4 PEMBIASAAN GELOMBANG BUNYI

               Jika sumber bunyi petir dekat dengan rumah Anda, maka Anda dapat mendengar bunyi petir. Mengapa pada malam hari bunyi petir terdengar lebih keras daripada siang hari?

               Pada siang hari, udara pada lapisan atas lebih dingin daripada lapisan bawah. Cepat rambat bunyi pada suhu dingin adalah lebih kecil daripada suhu panas. Dengan demikian, kecepatan bunyi pada lapisan udara atas lebih kecil daripada kecepatan bunyi pada lapisan udara bawah, karena medium pada lapisan atas lebih rapat dari medium pada lapisan bawah. Jadi, pada siang hari, bunyi petir yang merambat dari lapisan udara atas menuju ke lapisan udara bawah akan dibiaskan menjauhi garis normal (Gambar 3.2a).

Gambar 3.2. Pembiasan gelombang bunyi

               Pada malam hari, terjadi kondisi sebaliknya, udara pada lapisan bawah (dekat tanah) lebih dingin daripada udara pada lapisan atas. Dengan demikian, kecepatan bunyi pada lapisan bawah lebih kecil daripada lapisan atas, karena medium pada lapisan atas kurang rapat dari medium pada lapisan bawah. Jadi, pada malam hari, bunyi petir yang merambat dari lapisan udara atas menuju ke lapisan udara bawah (mediumnya lebih rapat) akan dibiaskan mendekati garis normal (Gambar 3.2b). Pembiasan bunyi petir mendekati garis normal pada malam hari inilah yang menyebabkan bunyi guntur lebih mendekat kerumah Anda, dan sebagai akibatnya Anda mendengar bunyi petir yang lebih keras.

2.5 MANFAAT GELOMBANG BUNYI

a.         Dapat digunakan untuk mengukur kedalaman laut serta lokasi dan jarak objek dalam air gelombang Bunyi yang digunakan adalah ultrasonik.

b.         Digunakan untuk mendeteksi janin dalam rahim, biasanyamenggunakan bunyi infrasonik.

c.         Digunakan mendeteksi keretakan suatu logam dan lain-lain.

d.        Diciptakannya Pengeras Suara termasuk manfaat dari bunyiaudiosonik.

e.        Digunakan utuk kita mendengar suara, musik dan untukmemperlancar komunikasi.

f.         Menentukan jarak dari sesuatu tempat.

g.          Pemecahan batu karang dalam usus

Manfaat gelombang bunyi (gelombang ultrasonic)

1. Pemanfaatan untuk Sonar (Sound Navigation Ranging)

          Sonar merupakan suatu teknik yang digunakan untuk menentukan letak benda di bawah laut dengan menggunakan metode pantulan gelombang. Pantulan gelombang oleh suatu permukaan atau benda sehingga jenis gelombang yang lebih lemah terdeteksi tidak lama setelah gelombang asal disebut gema. Gema merupakan bunyi yang terdengar tidak lama setelah bunyi asli. Perlambatan antara kedua gelombang menunjukkan jarak permukaan pemantul.

          Penduga gema (echo sounder) ialah peralatan yang digunakan untuk menentukan kedalaman air di bawah kapal. Kapal mengirimkan suatu gelombang bunyi dan mengukur waktu yang dibutuhkan gema untuk kembali, setelah pemantulan oleh dasar laut. Selain kedalaman laut, metode ini juga dapat digunakan untuk mengetahui lokasi karang, kapal karam, kapal selam, atau sekelompok ikan.

2. Pencitraan Medis

Bunyi ultrasonik digunakan dalam bidang kedokteran dengan menggunakan teknik pulsa-gema. Teknik ini hampir sama dengan sonar. Pulsa bunyi dengan frekuensi tinggi diarahkan ke tubuh, dan pantulannya dari batas atau pertemuan antara organ-organ dan struktur lainnya dan luka dalam tubuh kemudian dideteksi. Dengan menggunakan teknik ini, tumor dan pertumbuhan abnormal lainnya, atau gumpalan fluida dapat dilihat. Selain itu juga dapat digunakan untuk memeriksa kerja katup jantung dan perkembangan janin dalam kandungan. Informasi mengenai berbagai organ tubuh seperti otot, jantung, hati, dan ginjal bisa diketahui.

Frekuensi yang digunakan pada diagnosis dengan gelombang ultrasonik antara 1 sampai 10 MHz, laju gelombang bunyi pada jaringan tubuh manusia sekitar 1.540 m/s, sehingga panjang gelombangnya adalah:

λ = v/f = (1.540 m/s) / (10⁶ s^-1) = 1,5 × 10^-3 = 1,5 mm.

Panjang gelombang ini merupakan batas benda yang paling kecil yang dapat dideteksi. Makin tinggi frekuensi, makin banyak gelombang yang diserap tubuh, dan pantulan dari bagian yang lebih dalam dari tubuh akan hilang.

Pencitraan medis dengan menggunakan bunyi ultrasonik merupakan kemajuan yang penting dalam dunia kedokteran. Metode ini dapat menggantikan prosedur lain yang berisiko, menyakitkan, dan mahal. Cara ini dianggap tidak berbahaya.

3. Terapi Medis menggunakan Bunyi Ultrasonik

Dalam dunia kedokteran, gelombang ultrasonik digunakan dalam diagnosa dan pengobatan. Diagnosa dengan menggunakan gelombang ultrasonik berupa USG (ultrasonografi), dapat digunakan untuk mengetahui janin di dalam kandungan. Pengobatan meliputi penghancuran jaringan yang tidak diinginkan dalam tubuh, misalnya batu ginjal atau tumor, dengan menggunakan gelombang ultrasonik berintensitas tinggi (setinggi 107 W/m²) yang kemudian difokuskan pada jaringan yang tidak diinginkan tersebut. Selain itu bunyi ultrasonik juga digunakan untuk terapi fisik, yaitu dengan memberikan pemanasan lokal pada otot yang cedera.

Gambar 2. Gelombang ultrasonik dapat digunakan untuk mengetahui perkembangan janin di dalam kandungan (USG). [1]

4. Penerapan dalam Bidang Industri

Dalam dunia industri, dengan menggunakan bor-bor ultrasonik dapat dibuat berbagai bentuk atau ukuran lubang pada gelas dan baja.

5. Mengetahui Keadaan Bagian dalam Bumi

Pergeseran tiba-tiba segmen-segmen kerak bumi yang dibatasi zona patahan dapat menghasilkan gelombang seismik. Ini memungkinkan para ahli geologi dan geofisika untuk memperoleh pengetahuan tentang keadaan bagian dalam Bumi dan membantu mencari sumber bahan bakar fosil baru. Ada empat tipe gelombang seismik, yaitu gelombang badan P, gelombang badan S, gelombang permukaan Love, dan gelombang permukaan Rayleigh.

Gambar 3. Grafik waktu penjalaran dapat digunakan untuk menentukan jarak stasiun seismograf dari episenter gempa bumi.

Alat yang digunakan untuk mendeteksi gelombang-gelombang ini disebut seismograf, yang biasanya digunakan untuk mendeteksi adanya gempa bumi. Seperti semua gelombang, laju gelombang seismik bergantung pada sifat medium, rigiditas, ketegaran, dan kerapatan medium. Grafik waktu perjalanan dapat digunakan untuk menentukan jarak stasiun seismograf dari episenter gempa bumi.

2.6  PEMANFAATAN GELOMBANG BUNYI DALAM MENGUKUR KEDALAMAN LAUT

               Laut menutupi permukaan bumi kurang lebih 75 %. Batas perairan laut dengan daratan disebut garis pantai (pertemuan permukaan laut dengan daratan). Perairan laut di permukaan bumi tidak merata luasnya. Pada belahan bumi utara tertutup lautan sebesar 60 %, sedangkan pada belahan bumi selatan yang tertutup lautan sekitar 80 %.

               Kedalaman laut dan samudera sangat bervariasi, ada yang dangkal tetapi banyak pula yang dalam. Dalam dan dangkalnya dasar laut menunjukkan relief dasar laut. Relief dasar laut lebih besar dibandingkan relief di daratan. Hal ini terbukti dari kedalaman laut rata-rata mencapai 3.800 m, sedangkan ketinggian daratan rata-rata hanya 840 m. laut yang terdalam ada di Palung Mindanau (Palung Filipina), mencapai kedalaman 10.830 m sedangkan daratan yang tertinggi adalah pada Gunung Everest, yang mencapai ketinggian 8.880 m.

Menentukan kedalaman laut

Penggunaan lain dari gelombang bunyi ini diantaranya adalah dapat digunakan untuk menentukan kedalaman lautan atau sungai bahkan dapat juga digunakan untuk menentukan lokasi dari kawanan ikan dilautan. Cara ini jelas lebih mudah daripada kita harus menyelam ke dasar lautan untuk mengukur kedalamannya. Cara ini dilakukan dengan memancarkan gelombang ultrasonik ke dasar laut dan bunyi pantul diterima oleh reciever (penerima) yang terpasang di kapal. Jika bunyi pantul memerlukan selang waktu lama untuk kembali ke kapal maka ini menunjukkan bahwa lautnya cukup dalam. Jika bunyi pantul kembali ke tempat semula dalam selang waktu cukup singkat maka dapat dipastikan lautan itu adalah lautan dangkal.

Misalnya, sebuah kapal hendak mengukur kedalaman dari lautan yang diarunginya. Gelombang bunyi dpancarkan dari kapal tersebut, dan diterima kembali dalam waktu 2 detik. Seperti yang telah diketahui bahwa, gelombang bunyi mempunyai kecepatan rambat sebesar 1.500 m/s, maka dari informasi ini kita dapat menentukan kedalaman lautan dengan cara:

Jarak yang ditempuh gelombang bunyi = kecepatan x waktu = 1.500 m/s x 2 s = 3000 meter

gelombang bunyi menempuh jarak ke bawah menuju dasar laut dan kembali lagi ke kapal, jadi:

Kedalaman laut = jarak tempuh gelombang bunyi / 2 = 3000 meter / 2 = 1500 meter

Cara untuk mengukur kedalaman laut

Ada dua cara yang dapat ditempuh untuk mengukur kedalaman laut atau danau/waduk yaitu dengan menggunakan teknik bandul timah hitam (dradloading) dan teknik Gema duga atau Echo Sounder atau Echoloading.

a.Teknik Bandul Timah Hitam (dradloading)

Teknik ini ditempuh dengan menggunakan tali panjang yang ujungnya diikat dengan bandul timah sebagai pemberat. Dari sebuah kapal tali diturunkan hingga bandul menyentuh dasar laut. Selanjutnya panjang tali diukur dan itulah kedalaman laut. Cara ini sebenarnya tidak begitu tepat karena tali tidak bisa tegak lurus akibat pengaruh arus laut. Di samping itu kadang-kadang bandul tidak sampai ke dasar laut karena tersangkut karang. Cara ini juga memerlukan waktu lama. Namun demikian cara ini memiliki kelebihan yaitu dapat mengetahui jenis batuan di dasar laut, suhu dan juga mengetahui apakah di dasar laut masih terdapat organisme yang bisa hidup.

b.Gema duga atau Echo Sounder atau Echoloading

Penggunaan teknik ini didasarkan pada hukum fisika tentang perambatan dan peantulan bunyi dalam air. Isyarat bunyi yang dikeluarkan dari sebuah peralatan yang dipasang di dasar kapal memiliki kecepatan merambat rata-rata 1600 meter per detik sampai membentur dasar laut. Setelah membentur dasar laut bunyi dipantulkan dalam bentuk gema dan ditangkap melalui sebuah peralatan yang juga dipasang di dasar kapal. Jarak waktu yang diperlukan untuk perambatan dan pemantulan dapat diterjemahkan sebagai kedalaman laut. Cara ini dianggap lebih praktis, cepat dan akurat. Namun kita tidak dapat memperoleh informasi tentang suhu, jenis batuan dan tanda-tanda kehidupan di dasar laut.

Gambar Bandul Timah untuk Mengukur Kedalaman Laut. (Tim Geografi, Yudistiro, P. 98)

Rumus untuk mencari kedalaman laut melalui teknik gema duga adalah sebagai berikut:

di mana d = kedalaman laut, V = kecepatan suara dalam laut dan t = waktu
Jadi misalnya diketahui waktu yang diperlukan untuk perambatan bolak-balik (t) ada 4 detik dan kecepatan suara dalam laut (V) = 1600 m/detik, maka kedalaman laut dapat dihitung sebagai berikut:

Jadi kedalaman laut adalah 3200 m.

GambarPengukuran kedalaman laut dengan Teknik Gema Duga (Tim Geografi, Yudistiro, P. 98)

Potensi sumberdaya laut di Indonesia sangatlah besar yang mencakup potensi sumberdaya hayati dan non-hayati. Sumberdaya laut tersebut sampai sekarang belum secara maksimal dapat dieksplorasi dan dieksploitasi selain minyak dan gas bumi pada sektor sumberdaya non hayati. Demikian pula pada sektor sumberdaya hayati laut, eksplorasi dan eksploitasi terhadap ikan-ikan laut dan sejenisnya membutuhkan kearifan disamping teknologi canggih namun tidak merusak lingkungannya.Untuk menunjang eksplorasi dan eksploitasi sumberdaya laut, dapat digunakan teknologi akustik bawah air (underwater acoustics). Teknologi ini dikenal luas denagn sebutan teknologi akustik yang tidak lain adalah penggunaan gelombang suara yang dalam dunia navigasi disebut Sonar atau Echosounder dan sejenisnya. Dengan pendekatan fungsi, Sonar atau Echo sounder pada teknologi navigasi dapat disetarakan dengan penggunaan Radar untuk pendeteksian objek di permukaanair.

Side Scan Sonar

Pengukuran kedalaman dasar laut dapat dilakukan dengan Conventional Depth Echo Sounder dimana kedalaman dasar laut dapat dihitung dari perbedaan waktu antara pengiriman dan penerimaan pulsa suara. Dengan pertimbangan sistim Side-Scan Sonar pada saat ini, pengukuran kedalaman dasar laut (bathymetry) dapat dilaksanakan bersama-sama dengan pemetaan dasar laut (Sea Bed Mapping) dan pengidentifikasian jenis-jenis lapisan sedimen

Secara garis besar pengunaan akustik bawah air dalam kelautan dan perikanan dapat dikelompokkan menjadi lima yakni untuk survey, budidaya perairan, penelitian tingkah laku ikan, mempelajari penampilan dan selektifitas alat-alat penangkapan ikan dan lain-lain.

          Dalam survey kelautan dapat digunakan untuk menduga spesies ikan, menduga ukuran individu ikan, kelimpahan/stok sumberdaya hayati laut (plankton dan ikan).

          Aplikasi dalam budidaya perairan dapat digunakan dalam penentuan/pendugaan jumlah biomass dari ikan dalam jaring/ kurungan pembesaran (penned fish/enclosure), untuk menduga ukuran individu ikan dalam jaring/kurungan dan untuk memantau tingkah laku ikan (dengan telemetering tags), khususnya aktifitas makan (feeding activity).

          Sedangkan dalam penelitian tingkah laku ikan dapat digunakan untuk pergerakan/migrasi ikan (vertical dan horizontal) dan orientasi ikan (tilt angel), reaksi menghindar (avoidance) tewrhadap gerak kapal dan alat penangkapan ikan, respon terhadap rangsangan (stimuli) cahaya, suara, listrik, hydrodinamika, kimia, mekanik dan sebagainya.

          Untuk kegiatan aplikasi studi penampilan dan selektifitas alat penangkapan ikan terutama dalam studi pembukaan mulut trawl, kedalam, posisi dan sebagainya. Dalam selektifitas penangkapan (persentase ikan yang tertangkap terhadap yang terdeteksi didepan mulut trawl atau didalam lingkaran purse seine).
Kegiatan lain yang dapat dikaji dengan teknologi akustik bawah air adalah sifat sifat-sifat akustik dari air laut dan obyek bawah air, pendeteksian kapal selam dan obyek-obyek lainya.

          Menurut Arnaya (1991) Kegunaan lain dari akustik bawah air adalah untuk penentuan kedalaman air dalam pelayaran, jenis dan komposisi dasar laut (lumpur, pasir, kerikil, karang dan sebagainya), untuk penentuan contour dasar laut, lokasi kapal berlabuh atau pemasangan bangunan laut, untuk eksplorasi minyak dan mineral didasar laut, mempelajari proses sedimentasi dan untuk pertahanan keamanan (pendeteksian kapal-kapal selam dengan pemasangan buoy-system)
Berikut adalah penerapan teknologi akustik bawah air untuk eksplorasi dan eksploitasi sumberdaya non-hayati laut

a. Pengukuran Kedalaman Dasar Laut (Bathymetry)

Pengukuran kedalaman dasar laut dapat dilakukan dengan Conventional Depth Echo Sounder dimana kedalaman dasar laut dapat dihitung dari perbedaan waktu antara pengiriman dan penerimaan pulsa suara. Dengan pertimbangan sistim Side-Scan Sonar pada saat ini, pengukuran kedalaman dasar laut (bathymetry) dapat dilaksanakan bersama-sama dengan pemetaan dasar laut (Sea Bed Mapping) dan pengidentifikasian jenis-jenis lapisan sedimen dibawah dasar laut (subbottom profilers).

b. Pengidentifikasian Jenis-jenis Lapisan Sedimen Dasar Laut (Subbottom Profilers)

Seperti telah disebutkan diatas bahwa dengan teknologi akustik bawah air, peralatan side-scan sonar yang mutahir dilengkapi dengan subbottom profilers dengan menggunakan prekuensi yang lebih rendah dan sinyal impulsif yang bertenaga tinggi yang digunakan untuk penetrasi kedalam lapisan-lapisan sedimen dibawah dasar laut. Dengan adanya klasifikasi lapisan sedimen dasar laut dapat menunjang dalam menentukkan kandungan mineral dasar laut dalam. Dengan demikian teknologi akustik bawah air dapat menunjang esplorasi sumberdaya non hayati laut.

c. Pemetaan Dasar Laut (Sea bed Mapping)

Dengan teknologi side-scan sonar dalam pemetaan dasar laut, dapat menghasilkan tampilan peta dasar laut dalam tiga dimensi. Dengan teknologi akustik bawah air yang canggih ini dan dikombinasikan dengan data dari subbottom profilers, akan diperoleh peta dasar laut yang lengkap dan rinci. Peta dasar laut yang lengkap dan rinci ini dapat digunakan untuk menunjang penginterpretasian struktur geologi bawah dasar laut dan kemudian dapat digunakan untuk mencari mineral bawah dasar laut.

d. Pencarian kapal-kapal karam didasar laut

Pencarian kapal-kapal karam dapat ditunjang dengan teknologi side-scan sonar baik untuk untuk kapal yang sebagian terbenam di dasar laut ataupun untuk kapal yang keseluruhannya terbenam dibawah dasar laut. Dengan teknologi ini, lokasi kapal karam dapat ditentukan dengan tepat. Teknologi akustik bawah air ini dapat menunjang eksplorasi dan eksploitasi dalam bidang Arkeologi bawah air (Underwater archeology) dengan tujuan untuk mengangkat dan mengidentifikasikan kepermukaan laut benda-benda yang dianggap bersejarah.

e. Penentuan jalur pipa dan kabel dibawah dasar laut.

Dengan diperolehnya peta dasar laut secara tiga dimensi dan ditunjang dengan data subbottom profiler, jalur pipa dan kabel sebagai sarana utama atau penunjang dapat ditentrukan dengan optimal dengan mengacu kepada peta geologi dasar laut. Jalur pipa dan kabel tersebut harus melalui jalur yang secara geologi stabil, karena sarana-sarana tersebut sebagai penunjang dalam eksplorasi dan eksploitasi di Laut.

f. Analisa Dampak Lingkungan di Dasar Laut

Teknologi akustik bawah air Side-Scan Sonar ini dapat juga menunjang analisa dampak lingkungan di dasar laut. Sebagai contoh adalah setelah eksplorasi dan ekploitasi sumber daya hayati di dasar laut dapat dilakukan, Side-Scan Sonar dapat digunakan untuk memonitor perubahan-perubahan yang terjadi disekitar daerah eksplorasi tersebut. Pemetaan dasar laut yang dilakukan setelah eksplorasi sumber daya non-hayati tersebut, dapat menunjang analisa dampak lingkungan yang telah terjadi yang akan terjadi.

KALIBRASI BAR CHECK

Bar check adalah alat yag digunagkan untuk melakukan kalibrasi alat perum gema.cara kalibrasi ini sangat membantu untuk mendapatkan ukuran kedalaman yg benar dri akibat beberapa sumber kesalahan skaligus,utamanya akibat tdak ketidakhomogenan medium rambat yg mengakibatkan tidak konstannya kecepatan gelombang suara.

*bar check harus dilakukan setiap hari pada saat sebelum dan sesudah kegiatan pemeruman.

*koreksi bar check (Kbc) diperoleh dri selisih antara fix depth(Dfx)dngan bacaan kedalaman echosounder yang sudah terkoreksi draft tranduser formulasinya sbagai brikut:
Kbs=Dfx-(d+t)
*fix depth(Dfx) diperoleh dengan alat bantu tali yg diberi bandul atau galah/rambu ukur,dengan asumsi bahwa kedalaman ini bebas dari kesalahan.
*koreksi bar check sbelum pemeruman di beri notasi Kbc1 n koreksi bar check sesudah pemeruman diberi notasi Kbc2,maka koreksi bar check diperoleh dri nilai reratanya yaitu: Kbc=Kbc1+Kbc2/2
*pengukuran fix depth dan pengukuran echosounder untk koreksi bar chech harus dilakukan pda lokasi titik yg sama,biasanya dilakukan pada daerah dekat pantai
*kedalaman sesaat(ds)d suatu titik di rumuskan sebagai berikut ds=d’+t+Kbc
The SV Bar Check adalah biaya-rendah,akurasi tinggi tangan memegang paket yang dirancang untuk memungkinkan pemeriksaan yang cepat dari kecepatan suara di air dangkal.Sistem ini meliputi sensor kecepatan suara, 20 m data / kabel listrik, dan Smart layar Lihat dan data logger.Hal ini dapat mengukur kecepatan suara pada akurasi ± 0,05 m/s.

          The Bar Check SV Sistem sangat ideal untuk melakukan pemeriksaan bar dan survei pelabuhan dari perahu kecil. Sistem menampilkan kecepatan suara secara real-time, bisa menghitung kecepatan rata-rata suara secara real-time dan dapat menyimpan beberapa profil dalam memori.
Seluruh sistem disampaikan dalam kasus ukuran kotak peralatan. Smart Lihat Data Logger dikemas dalam kandang NEMA 4X. Pilihan termasuk sensor tekanan, berbagai panjang kabel, dan antarmuka serial untuk men-download profil ke komputer.

          Beberapa kesalahan alat dapat terjadi sendiri-sendiri maupun bersamaan. Untuk mengetahui pengaruh setiap kesalahan alat terhadap hasil pengukuran kedalaman adalah sulit sekali.pengaruh kombinasi dari beberapa kesalahan alat tersebut dapat ditentukan besarnya melalui salah satu metode kalibrasi,yaitu metode “bar check”. Walaupun demikian hanya kombinasi dari beberapa alat saja yg dapat ditentukan pengaruhnya, yaitu kombinasi antara ketidaktepatan pengesetan pulsa awal, dan kesalahan pada fase pengukuran. Selebihnya harus dilakukan dengan pengaturan dan perbaikan alat kembali.

          Prinsip metode bar check adalah membandingkan kedalaman satu titik yg telah ditentukan dan diketahui kedalamannya dibawah permukaan laut dengan kedalam titik tersebut dari hasil pengukuran dengan alat perum gaya yg bersangkutan. Selisih nilai kedalaman hasil pengukuran dengan nilai sebenarnya tersebut adalah besarnya kesalahan alat yg merupakan kombinasi dari dua kesalahan alat.

                      Titik yang telah diketahui kedalamannya direpresentasikan dalam bentuk suatu benda yang terbuat dr bahan baja.pada pelaksanaanya,batang atau piringan baja tersebut digantungkan menggunakan rantai atau kawat baja,dan diletakkna tepat dibawah tranduser alat perum gema yang bersangkutan. Setelah dipasang sedemikina rupa,kemudian dilakukan pengukuran dengan menggunakan alat perum gema pada saat wahana apung dalam keadaan berhenti untuk berapa harga kedalaman batang atau piringan yang telah ditentukan sebelumnya.

PENGUKURAN KEDALAMAN TERKOREKSI

          Teknik echo sounder yang dipakai untuk mengukur kedalaman laut, bisa dibuat alat pengukur jarak dengan ultra sonic. Pengukur jarak ini memakai rangkaian yang samadengan Jam Digital dalam artikel yang lalu, ditambah dengan rangkaian pemancar dan penerima Ultra Sonic.

          Prinsip kerja echo sounder untuk pengukuran jarak digambarkan dalam Gambar dibawah. Pulsa Ultrasonic, yang merupakan sinyal ultrasonic dengan frekwensi lebih kurang 41 KHz sebanyak 12 periode, dikirimkan dari pemancar Ultrasonic. Ketika pulsa mengenai benda penghalang, pulsa ini dipantulkan, dan diterima kembali oleh penerima Ultrasonic.

          Dengan mengukur selang waktu antara saat pulsa dikirim dan pulsa pantul diterima, jarak antara alat pengukur dan benda penghalang bisa dihitung.

Gambar Prinsip Echo Sounder

          Gambar dibawah merupakan Rangkaian Jam Digital dalam artikel lalu yang direvisi untuk keperluan ini. Titik desimal pada tampilan satuan dinyalakan dengan tahanan R8. Setiap kali tombol Start ditekan, AT89C2051 membangkitkan pulsa ultrasonic pada Pin P3.4 yang dipancarkan dengan rangkaian, selanjutnya lewat pin P3.5 yang terhubung ke rangkaian penerima ultrasonic, sambil mengukur selang waktu AT89C2051 memantau datangnya pulsa pantul. Hasil pengukuran waktu itu, dengan sedikit perhitungan matematis ditampilkan di system penampil 7 ruas sebagai besaran jarak, dengan satuan centimeter dan 1 angka dibelakang titik desimal.

Gambar Rangkaian Kontrol & Tampilan

          Processor memerlukan waktu untuk melaksanakan instruksi. Bagi AT89C2051 yang bekerja pada frekuensi 12 MHz, instruksi NOP (baris 4 sampai 12); instruksi CPL (baris13) dilaksanakan dalam waktu 1 mikro detik, dan 2 mikro detik untuk melaksanakan instruksi DJNZ (baris 14). Dengan demikian waktu yang diperlukan untuk melaksanakan instruksi-instruksi di baris 3 sampai 13 adalah 12 mikro detik.
Di baris 12, nilai Ultra_Out (= pin P3.4) dibalik, kalau semula Ultra_Out bernilai 0 setelah instruksi ini dijalankan Utltra_Out akan bernilai 1, dan sebaliknya kalau semula 1 dan berbalik menjadi 0. Di baris 13 nilai R7 dikurangi 1, selama R7 belum mencapai 0 AT89C2051 akan mengulang lagi baris 2 dan seterusnya. Di baris 1 R7 diberi nilai 24, dengan demikian baris 2 sampai 13 akan diulang sebanyak 24 kali, dan selama itu pin 3.4 akan berbalik dari 0 ke 1 dan 0 kembali sebanyak 12 kali. Dengan demikian, hasil kerja Potongan Program 1 adalah pulsa ultrasonic12 gelombang dengan frekuensi 1/24 mikrodetik =41666 Hz.

SINGLE-BEAM ECHOSOUNDER

          Single-beam echo sounder merupakan alat ukur kedalaman air yang menggunakan pancaran tunggal sebagai pengirim dan penerima sinyal gelombang suara. Sistem batimetri dengan menggunakan single beam secara umum mempunyai susunan :

· transciever (tranducer/reciever) yang terpasang pada lambung kapal atau sisi bantalan pada kapal. Sistem ini mengukur kedalaman air secara langsung dari kapal penyelidikan.

· Transciever yang terpasang pada lambung kapal mengirimkan pulsa akustik dengan frekuensi tinggi yang terkandung dalam beam (gelombang suara) secara langsung menyusuri bawah kolom air. Energi akustik memantulkan sampai dasar laut dari kapal dan diterima kembali oleh tranciever. Transciever terdiri dari sebuah transmitter yang mempunyai fungsi sebagai pengontrol panjang gelombang pulsa yang dipancarkan dan menyediakan tenaga elektris untuk besar frekuensi yang diberikan.

· Transmitter ini menerima secara berulang-ulang dlam kecepatan yang tinggi, sampai pada orde kecepatan milisekon. Perekaman kedalaman air secara berkesinambungan dari bawah kapal menghasilkan ukuran kedalamn beresolusi tinggi sepanjang lajur yang disurvei. Informasi tambahan seperti heave (gerakan naik-turunnya kapal yang disebabkan oleh gaya pengaruh air laut), pitch (gerakan kapal ke arah depan (mengangguk) berpusat di titik tengah kapal), dan roll (gerakan kapal ke arah sisi-sisinya (lambung kapal) atau pada sumbu memanjang) dari sebuah kapal dapat diukur oleh sebuah alat dengan nama Motion Reference Unit (MRU), yang juga digunakan untuk koreksi posisi pengukuran kedalaman selam proses berlangsung.

                 Range frekuensi yang dipakai pada sistem ini menurut WHSC Sea-floor Mapping Group mengoperasikan range frekuensi dari 3.5 kHz sampai 200 kHz. Single-beam echosounders relatif mudah untuk digunakan, tetapi alat ini hanya menyediakan informasi kedalaman sepanjang garis trak yang dilalui oleh kapal. Jadi, ada feature yang tidak terekam antara lajur per lajur sebagai garis traking perekaman, yang mana ada ruang sekitar 10 sampai 100 meter yang tidak terlihat oleh sistem ini.

MULTI-BEAM ECHOSOUNDER

          Multi-Beam Echosounder merupakan alat untuk menentukan kedalaman air dengan cakupan area dasar laut yang luas. Prinsip operasi alat ini secara umum adalah berdasar pada pancaran pulsa yang dipancarkan secara langsung ke arah dasar laut dan setalah itu energi akustik dipantulkan kembali dari dasar laut (sea bed), bebrapa pancaran suara (beam) secara elektronis terbentuk menggunakan teknik pemrosesan sinyal sehingga diketahui sudut beam. Dua arah waktu penjalaran antara pengiriman dan penerimaan dihitung dengan algoritma pendeteksian terhadap dasar laut tersebut. Dengan mengaplikasikan penjejakan sinar, sistem ini dapat menentukan kedalaman dan jarak transveral terhadap pusat area liputan.
Multi-Beam Echosounder dapat menghasilkan data batimetri dengan resolusi tinggi ( 0,1 m akurasi vertikal dan kurang dari 1 m akurasi horisontalnya).

BAB 3

PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

Gelombang bunyi terdiri dari molekul-molekul udara yang tidak pernah merambat melainkan bergetar maju-mundur. Tiap saat, molekul-molekul itu berdesakan di beberapa tempat, sehingga menghasilkan wilayah tekanan tinggi, tapi di tempat lain merenggang, sehingga menghasilkan wilayah tekanan rendah. Gelombang bertekanan tinggi dan rendah secara bergantian bergerak di udara, menyebar dari sumber bunyi. Itulah alasannya mengapa Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal. Bunyi mengalami gejala gelombang seperti  interferensi, pemantulan, pembiasan dan difraksi. Bunyi merupakan gelombang mekanik karena hanya dapat merambat melalui medium (zat padat, cair atau gas) dan tidak dapat merambat dalam vakum.

Laut menutupi permukaan bumi kurang lebih 75 %. Batas perairan laut dengan daratan disebut garis pantai (pertemuan permukaan laut dengan daratan). Perairan laut di permukaan bumi tidak merata luasnya. Pada belahan bumi utara tertutup lautan sebesar 60 %, sedangkan pada belahan bumi selatan yang tertutup lautan sekitar 80 %.

            Kedalaman laut dan samudera sangat bervariasi, ada yang dangkal tetapi banyak pula yang dalam. Dalam dan dangkalnya dasar laut menunjukkan relief dasar laut. Relief dasar laut lebih besar dibandingkan relief di daratan. Hal ini terbukti dari kedalaman laut rata-rata mencapai 3.800 m, sedangkan ketinggian daratan rata-rata hanya 840 m. laut yang terdalam ada di Palung Mindanau (Palung Filipina), mencapai kedalaman 10.830 m sedangkan daratan yang tertinggi adalah pada Gunung Everest, yang mencapai ketinggian 8.880 m.

Penggunaan lain dari gelombang bunyi ini diantaranya adalah dapat digunakan untuk menentukan kedalaman lautan atau sungai bahkan dapat juga digunakan untuk menentukan lokasi dari kawanan ikan dilautan. Cara ini jelas lebih mudah daripada kita harus menyelam ke dasar lautan untuk mengukur kedalamannya. Cara ini dilakukan dengan memancarkan gelombang ultrasonik ke dasar laut dan bunyi pantul diterima oleh reciever (penerima) yang terpasang di kapal. Jika bunyi pantul memerlukan selang waktu lama untuk kembali ke kapal maka ini menunjukkan bahwa lautnya cukup dalam. Jika bunyi pantul kembali ke tempat semula dalam selang waktu cukup singkat maka dapat dipastikan lautan itu adalah lautan dangkal.

Sonar merupakan suatu teknik yang digunakan untuk menentukan letak benda di bawah laut dengan menggunakan metode pantulan gelombang. Pantulan gelombang oleh suatu permukaan atau benda sehingga jenis gelombang yang lebih lemah terdeteksi tidak lama setelah gelombang asal disebut gema. Gema merupakan bunyi yang terdengar tidak lama setelah bunyi asli. Perlambatan antara kedua gelombang menunjukkan jarak permukaan pemantul.

          Penduga gema (echo sounder) ialah peralatan yang digunakan untuk menentukan kedalaman air di bawah kapal. Kapal mengirimkan suatu gelombang bunyi dan mengukur waktu yang dibutuhkan gema untuk kembali, setelah pemantulan oleh dasar laut. Selain kedalaman laut, metode ini juga dapat digunakan untuk mengetahui lokasi karang, kapal karam, kapal selam, atau sekelompok ikan.

3.2 SARAN

1.   Untuk pembaca dapat menambah wawasan dan bias memberikan kritik membangun bagi penulis.

2.   Untuk lembaga pendidikan diharap agar bisa menerapkan dalam pembelajaran.

3.   Untuk lembaga penelitian diharapkan bisa menghasilkan penemuan yang lebih baik

 

DAFTAR PUSTAKA

http://dendihidayat12030.blog.teknikindustri.ft.mercubuana.ac.id/?p=69

http://lilyistigfaiyah.blogspot.com/2013/03/cara-mengukur-kedalaman-laut.html

http://pustakafisika.wordpress.com/2012/11/16/pemantulan-gelombang-bunyi-sound-reflection/

http://fisikon.com/kelas3/index.php?option=com_content&view=article&id=108:aplikasipemanfaatan-gelombang-bunyi&catid=13:gelombang-bunyi&Itemid=160

http://medinda09.blogspot.com/2013/09/pemanfaatan-gelombang-bunyi-dan.html

http://vaeg14.blogspot.com/2013/12/penerapan-gelombang-bunyi-dalam.html